全面解析max485總線接地的問題

　　在485總線的應(yīng)用中，如果簡單地只用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的‘A’、‘B’端連接起來，而忽略了信號(hào)地的互連，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有下面二個(gè)原因：

　　1.共模干擾問題：485總線雖采用差分方式傳輸信號(hào)，似乎并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來判定信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了，但有人往往忽視了任何485接口IC總有一定的共模電壓承受范圍，如一般的-7～+12V，只有滿足這個(gè)條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。比如當(dāng)發(fā)送器A向接收器B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送器A的輸出共模電壓為VOS，由于兩個(gè)系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)，存在著地電位差VGPD，那么接收器輸入端的共模電壓VCM就會(huì)達(dá)到VCM=VOS+VGPD。RS-485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定VOS≤3V，但VGPD可能會(huì)有很大幅度如十幾伏甚至上百伏，且可能伴有強(qiáng)干擾(快速波動(dòng))，致使接收器共模輸入超出正常范圍并在傳輸線路上產(chǎn)生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損壞通信接口電路。

　　2.EMI問題：發(fā)送器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地)，就會(huì)以輻射的形式返回源端(注意485的交流模型)，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。

　　由于上述原因，盡管485采用了差分平衡傳輸方式，但對(duì)整個(gè)485網(wǎng)絡(luò)而言，必須有一條低阻的信號(hào)地將各個(gè)接口的工作地連接起來，使共模干擾電壓VGPD被短路。這條信號(hào)地可以是額外的一條線(非屏蔽雙絞線)，或者是屏蔽雙絞線的屏蔽層。這是最通常的接地方法。

　　值得注意的是，這種做法僅對(duì)高阻型共模干擾有效，由于干擾源內(nèi)阻大，短接后不會(huì)形成很大的接地環(huán)路電流，對(duì)于通信不會(huì)有很大影響。若共模干擾源內(nèi)阻較低時(shí)，則會(huì)在接地線上形成較大的環(huán)路電流，影響正常通信，這時(shí)應(yīng)采用下述解決方案：

　　(1) 采用浮地技術(shù)，隔斷接地環(huán)路。這是較常用也是十分有效的一種方法，當(dāng)共模干擾內(nèi)阻很小時(shí)上述方法已不能奏效，此時(shí)可以考慮將引入干擾的節(jié)點(diǎn)(例如處于惡劣的工作環(huán)境的現(xiàn)場設(shè)備)浮置起來(也就是系統(tǒng)的電路地與機(jī)殼或大地隔離)，這樣就隔斷了接地環(huán)路，不會(huì)形成很大的環(huán)路電流。

　　(2) 采用隔離接口。有些情況下，出于安全或其它方面的考慮，電路地必須與機(jī)殼或大地相連，不能懸浮，這時(shí)可以采用隔離接口來隔斷接地回路，但是仍然應(yīng)該有一條地線將隔離側(cè)的公共端與其它接口的工作地相連。